Improving Lightning Safety of Petroleum Storage Tanks

بهبود ایمنی صاعقه گیرهای مخازن ذخیره سازی نفت
A. Lanzoni
Lightning Eliminators & Consultants, Inc. Boulder, Colorado USA   October 2009

 
نیرو ایستا

نماینده صاعقه گیر الکترونیکی : امگا-Omega – الیپس- Ellips- لیوا – Liva- SK3- کانتر شمارنده صاعقه گیر فونیکس –   Phoenix

تلفن های دفتر : ۷۷۴۴۹۸۹۰- ۷۷۴۴۹۷۷۰- ۷۷۴۴۹۷۱۱           فکس : ۷۷۴۵۰۵۰۳

تلفن های فروشگاه : ۳۳۹۸۸۶۷۸- ۳۳۹۸۸۳۵۹- ۳۳۹۸۸۳۵۶      فکس : ۳۳۹۹۹۲۴۸

elepower2007@yahoo.com

www.niroista.com   www.iranlightning.com

خلاصه
آتش سوزی شامل مخازن ذخیره سازی نفت غیر معمول نیست. حدود یک سوم از همه آتش سوزی مخزن به رعد و برق نسبت داد. شناور مخازن سقف (در FRT) به ویژه به رعد و برق آسیب پذیر است.
موسسه نفت آمریکا (API) یک کمیته فنی برای ارزیابی این وضعیت و به توصیه راه حل ایجاد شده است. به عنوان یک نتیجه، API صادر کرده است یک سند تحت عنوان API RP 545، توصیه می شود تمرین برای رعد و برق محافظت از مخازن زمین بالاتر برای ذخیره مایعات قابل اشتعال یا قابل احتراق. انتظار می رود که این سند را به یک استاندارد در آینده نزدیک انتقال.

کمیته API 545 منابع قابل توجهی را به تحقیق و آزمایش به کارگردانی سرمایه گذاری. دو تا از یافته های کلیدی از برنامه آزمون که (۱) هنگامی که جریان رعد و برق از طریق شنت در رابط سقف پوسته عبور می کند، آن را در قوس تحت تمام شرایط منجر؛ و (۲) آن را جزء آهسته از صاعقه که آتش بخارات قابل اشتعال است. بنابراین، هنگامی که جزء آهسته از یک سکته مغزی رعد و برق از طریق هر رابط سقف پوسته عبور می کند، اگر بخارات قابل اشتعال وجود دارد آنها به احتمال زیاد مشتعل می شود. در نتیجه، API RP 545 توصیه سه تغییرات عمده به در FRT:
۱- نصب شنت غوطه ور بین سقف و پوسته هر ۳ متر در اطراف محیط سقف، و حذف هر گونه بالا مهر و موم شنت موجود است.
۲- الکتریکی همه سنج و راهنمای قطب عایق تمام اجزای مونتاژ مهر و موم (از جمله چشمه ها، مجامع قیچی، غشاء مهر و موم، و غیره)، و، از سقف مخزن.
۳- هادی بای پس بین سقف نصب و پوسته بیش از هر ۳۰ متر در اطراف دور مخزن. این هادی بای پس باید تا حد امکان کوتاه و به طور مساوی در اطراف محیط سقف فاصله باشد.

تغییرات # ۱ و # ۲ هر دو نیاز به تغییرات طراحی قابل توجه و تعمیرات اساسی از طرح های جدید و موجود مخزن. تغییرات # ۱ و # ۳ روش برای اتصال سقف و پوسته روی است FRT هستند. اصلاح # ۳، نصب و راه اندازی هادی بای پس، نسبتا آسان و ارزان برای پیاده سازی در مقایسه با تغییرات دیگر، و می تواند بلافاصله اجرا شده است.

رعد و برق درایو و مشاوران، Inc. – 2 –

برای دیدار با الزامات هادی بای پس، صاحبان تانک می تواند بین هادی های معمولی و هادی جمع زخم بر روی قرقره بهار تنیده را انتخاب نمایید. FRT است بیشترین خطر زمانی که سقف بالا است. هادی بای پس جمع همیشه به عنوان کوتاه به عنوان امکان پذیر خواهد بود، و ارائه امپدانس قابل ملاحظه ای کمتر، زمانی که سقف FRT بالا است.
رعد و برق درایو و مشاوران، شرکت، بولدر، کلرادو، ایالات متحده آمریکا، هادی بای پس به طور خاص برای جمع است FRT ساخته شده ثبت شده است، به نام جمع جرندنج مجمع یا RGA. برای کاهش قابل توجه خطر رعد و برق، در RGA باید در را FRT بلافاصله نصب شده است، حتی اگر تانک ممکن است برای تغییرات دیگر برای چندین سال بازرسی و نگهداری است. از آنجا که اجزای آهسته از سکته مغزی رعد و برق که آتش بخارات قابل اشتعال، و هادی بای پس است با خیال راحت حمل این قطعات آهسته، اصلاح # ۳ (نصب و راه اندازی هادی بای پس) باید بلافاصله اجرا شود. نصب RGA در را FRT خواهد از بین بردن قوس در شنت و دیگر رابط سقف پوسته ناشی از اجزای آهسته از سکته مغزی رعد و برق. بنابراین، نصب است RGA بلافاصله قابل ملاحظه کاهش خواهد داد یا از بین بردن خطر آتش سوزی مخزن مربوط به رعد و برق.

زمینه
مخازن ذخیره سازی نفت مربوط به رعد و برق آتش سوزی شایع تر از بسیاری از افراد فکر می کنم. با توجه به بررسی آتش سوزی مخزن ذخیره سازی نفت خام بین سال های ۱۹۵۱ و ۲۰۰۳، تعداد آتش سوزی مخزن گزارش شده در رسانه در سراسر جهان در محدوده ۱۵ تا ۲۰ آتش سوزی در سال است. میزان حوادث آتش تانک، بطور قابل توجهی متفاوت است، اعم از آتش سوزی مهر و موم لبه به چند، به طور همزمان آتش سوزی مخزن پر. از ۴۸۰ حوادث آتش تانک منتشر شده در رسانه ها، در حدود یک سوم به رعد و برق نسبت داده شده است. [مرجع. ۱] یکی دیگر از مطالعه، با حمایت مالی ۱۶ شرکت صنعت نفت، نشان داد که ۵۲ از ۵۵ لبه آتش سوزی مهر و موم توسط رعد و برق باعث شد، و نتیجه گرفت که “رعد و برق رایج ترین منبع اشتعال است.” [کد عکس. ۲]
دو آتش سوزی مخزن های اخیر در ایالات متحده بسیار مورد توجه رسانه به دست آورد. در تابستان سال ۲۰۰۸، یک مخزن شناور سقف در کانزاس سیتی مشتعل شد و سوخته به مدت سه روز. در طول تابستان سال ۲۰۰۷، یک مخزن شناور سقف در وینوود، اوکلاهما، همچنین شعله ور شد. در هر دو مورد، رعد و برق علت جرقه زنی بود. در هر دو مورد، علاوه بر هزینه های عظیمی از کالا را از دست داده، نیز متعدد بزرگ، هزینه های بی حساب، از جمله آسیب به گیاه فیزیکی وجود دارد. قطع خدمات به مشتریان. آسیب های زیست محیطی؛ آتش نشانی، پاکسازی و بازسازی هزینه؛ سازمان حفاظت محیط زیست، OSHA و جریمه قانونی و افزایش نظارت؛ دست دادن حسن نیت جامعه، و غیره

سقف شناور مخازن و سیلها
فرآورده های نفتی مانند نفت خام، بنزین، سوخت دیزل، و غیره، به طور معمول در شناور مخازن سقف ذخیره می شود. FRT یک نوع مخزن که در آن سقف شناور در بالای این محصول که ذخیره شده است. سقف، اگر چه آن از فولاد ساخته شده، بر کرجی که بر روی محصول شناور بودن ذخیره می شود. در نتیجه، به عنوان مخزن پر و یا خشک، سقف سفر به بالا و پایین در پوسته مخزن.
مهر و موم انعطاف پذیر در اطراف لبه پشت بام برای جلوگیری از بخارات از فرار نصب شده است. این مهر و موم از مواد غیر رسانا ساخته شده، مانند لاستیک، نئوپرن، و غیره انواع مختلفی از طرح های مهر و موم وجود دارد. آرایش مهر و موم در شکل ۱، که در آن دو مهر و موم (به نام مهر و موم اولیه و ثانویه) در اطراف سقف پوسته نصب نشان داده شده است
رعد و برق درایو و مشاوران، Inc. – 3 –

رابط. مواد مهر و موم، بودن غیر رسانا، الکتریکی جدا شده از سقف از پوسته مخزن و از هر گونه اتصال به زمین است.
متاسفانه، این مهر و موم کامل نیست. مهر و موم پوشیده می شود، ترک خورده و / یا آسیب دیده در طول زمان. علاوه بر این، پوسته مخزن اغلب می شود تاب و خارج از دور با توجه به پر کردن مکرر، تخلیه، حرارت، خنک کننده، و غیره سطح داخلی پوسته همچنین می توانید ناهموار از خوردگی و / یا نفت کوره، به عنوان مثال، تبدیل پارافین و تار.

شکل ۱: اجزا از FRT پوسته سقف مهر رابط

از آنجا که از این عیوب در سراسر رابط مهر و موم سقف پوسته، بخار نفت گاهی اوقات نشت از سراسر مهر و موم و مخلوط با هوا می باشد. به طور طبیعی، این بخار می تواند بسیار قابل احتراق، همین دلیل است که این منطقه بالاتر از سقف در داخل یک FRT است به عنوان یک منطقه کلاس من بخش من است. طبقه بندی کلاس من بخش من گسترش تا از سقف به بالای پوسته می باشد.

چگونه رعد و برق باعث آتش سوزی مخزن

رعد و برق توسط جریان سکته مغزی بسیار بالا از ورود به مقدار بسیار کوتاه از زمان مشخص می شود. برای مثال، یک اعتصاب رعد و برق به طور متوسط ​​ارائه می شود حدود ۳۰۰۰۰ آمپر برق به عرض چند میلی ثانیه زمین. این جریان در سراسر سطح زمین جریان تا زمانی که سلول بین ابر صاعقه و زمین خنثی شده است. در حال حاضر در تمام جهات جاری خواهد شد، اگر چه مقدار نسبت به مسیر کمترین امپدانس متفاوت خواهد بود. برخی از پارامترهای کلیدی رعد و برق در ضمیمه یک ذکر شده است.
محل اعتصاب عمدتا به احتمال زیاد در FRT بالای لبه یا قطب سنج است. با این حال، رعد و برق ممکن است FRT اگر سکته خاتمه در (۱) سقف، (۲) پوسته، (۳) هر چیزی متصل به سقف و یا پوسته، مانند قطب سنج، و یا (۴) یک ساختار مبتنی یا به مخاطره می اندازد زمین در نزدیکی FRT. اگر رعد و برق پایان در هر یک از این مکان، و یا در نزدیکی یک FRT، بخشی از جریان صاعقه در سراسر رابط سقف پوسته جریان است.

رعد و برق درایو و مشاوران، Inc. – 4 –

اگر رعد و برق باید در پوسته مخزن خاتمه، همانطور که در شکل ۲ نشان داده شده، جریان قابل توجهی در سراسر رابط سقف پوسته جریان است

شکل ۲: تصویر جریان ناشی از رعد و برق اعتصاب به مخزن شل
(توجه داشته باشید که جریان در سراسر رابط سقف پوسته در مکان های متعدد.)

اگر رعد و برق در نزدیکی یک خاتمه FRT، یا به زمین و یا به ساختار مبتنی همانطور که در شکل ۳ نشان داده شده، جریان کوچکتر خواهد شد در سراسر رابط سقف پوسته جریان است. در هر صورت، جریان های مربوط رعد و برق را در سراسر رابط سقف پوسته جریان است. اگر امپدانس بین سقف و پوسته بالا است، قوس در سراسر رابط مهر و موم رخ می دهد.

شکل ۳: تصویر کنونی جریان ناشی از رعد و برق نزدیک اعتصاب
(توجه داشته باشید که جریان در سراسر رابط سقف پوسته ای در مکان های مختلف.)

رعد و برق درایو و مشاوران، Inc. – 5 –

.
سکته مغزی رعد و برق معمولی شامل اجزای متعدد، همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده و مشخص شده در جدول ۱٫ جزء سریع، و یا برای اولین بار از سکته مغزی بازگشت (کامپوننت در شکل) است بسیار کوتاه و در عین حال شامل جریان پیک. طولانی، جزء آهسته (جزء سی) شامل حال حاضر کمتر از کامپوننت، اما به عنوان جزء فعلی ادامه تعریف شده است. جزء سی خیلی طول می کشد از اجزای دیگر و در نتیجه شامل بیشترین انرژی. آهسته جزء سی طول می کشد ۵۰۰ تا ۲۰۰۰ برابر بیش تر از کامپوننت سریع A.

Figure 4: Lightning Flash Components (not to scale) [Ref. 3]

جدول ۱: پارامترهای رعد و برق قطعات فلش [کد عکس. ۳]

اتصال هم بندی سقف و پوسته
این ضروری است که سقف شناور الکتریکی به پوسته مخزن پیوند می خورند، از آنجا که سقف باید در پتانسیل الکتریکی همان پوسته مخزن برگزار می شود. اگر سقف و پوسته در پتانسیل یکسان نیست، و اگر ولتاژ بین دو به اندازه کافی بزرگ می شود، سپس یک قوس بین دو سطح تشکیل می دهد. این بدترین مکان ممکن از یک قوس است، چرا که بخارات قابل اشتعال ممکن است از مهر و موم ناقص است.
رعد و برق درایو و مشاوران، Inc. – 6 –
بهبود رعد و برق ایمنی از مخازن نفت ذخیره سازی، اکتبر ۲۰۰۹ کپی رایت ۲۰۰۹ LEC، شرکت
سه روش سنتی از سقف شل پیوند
۱- شنت ها
برای ایجاد پیوند سقف پوسته، سازنده FRT معمولا دستگاه های به نام نصب “شنت.” شنت از فولاد بهار تنیده ساخته شده است. این شنت به سقف متصل به طوری که آنها در تماس مداوم با دیواره مخزن بدون در نظر گرفتن موقعیت سقف شناور هستند. مقاومت تماس بستگی به ویژگی از مواد شنت، فشار تماس و دولت از دیواره مخزن.
NFPA 780، استاندارد برای نصب و راه اندازی حفاظت از رعد و سیستم، مستلزم آن است که شنت شد بیش از هر ۳ متر در اطراف محیط سقف فاصله، و این که شنت از ۵۰ میلی متر عرض و ۰٫۴ میلی متر ضخامت نوع ۳۰۲ تسمه فولاد ضد زنگ ساخته شده است. [مرجع. ۴] شنت به لبه سقف شناور و خم در چنین راهی که شنت در برابر درون صدف را فشار دهید، بنابراین ساخت یک اتصال با پوسته پیچ. شکل ۵ را ببینید.
شکل ۵: اجزا از FRT نمایش شنت بالا مهر و موم
متاسفانه، شنت یک، باند امپدانس کم مثبت به پوسته مخزن به دلایل مختلف، از جمله فراهم نیست:
۱- اجزای نفت خام سنگین، مانند موم، قیر، پارافین، و غیره، تمایل به کت داخل دیواره مخزن، در نتیجه شکل گیری یک مانع مقاومتی بین پوسته و شنت.

۲- خوردگی (زنگ) در داخل پوسته یک اتصال مقاومت بالا در برابر بین پوسته و شنت ایجاد کنید.

۳- حدود ۱۰ تا ۲۵٪ از تمام FRT هستند در داخل رنگ شده، به طور معمول با رنگ پایه اپوکسی. یا نه به رنگ داخل مخزن است توسط محتویات مخزن و ملاحظات خوردگی تعریف شده است. اگر داخل مخزن رنگ، رنگ را به پوسته از شنت عایق.